基于ｕｓｂ接口的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)

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1、基于ＵＳＢ接口的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)【摘要】數(shù)據(jù)傳輸是現(xiàn)代通信過程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。在數(shù)據(jù)傳輸過程中，不僅要求數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確率要高，而且要求速度快、連接過程簡單。傳統(tǒng)的通信技術(shù)是通過數(shù)據(jù)線和串口/并口將設(shè)備連接在一起，這樣就存在連接不方便、受限條件較多等因素；并且傳統(tǒng)的RS232串口通訊和并口通訊都存在傳輸速度低、接口的連接過于復(fù)雜等不足之處。而基于USB接口的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)能夠較好的解決這些問題。本文所介紹的一種基于USB接口的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，利用了USB接口的高傳輸速率、安全性高、即插即用等優(yōu)點(diǎn)，并結(jié)合了現(xiàn)代數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)之間的高速安全的數(shù)據(jù)通訊，解決了傳統(tǒng)通信技

2、術(shù)帶給我們的不便?！　　娟P(guān)鍵詞】USB接口數(shù)據(jù)傳輸ARMS3C44BOX芯片　　　　現(xiàn)代社會(huì)生產(chǎn)的各行業(yè)和日常生活都需要對各種數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸。利用傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,存在速度慢、擴(kuò)展性差、安裝麻煩、易受各種環(huán)境的干擾,在許多場合尤其是便攜式應(yīng)用場合不方便等缺點(diǎn)。目前廣泛應(yīng)用的USB2.0接口技術(shù)具有安裝方便、帶寬高、成本低、可靠性高、易于擴(kuò)展等優(yōu)點(diǎn)。目前USB2.0支持的最高傳輸速度可達(dá)到480Mbps,基本能夠滿足日益復(fù)雜的高級外設(shè)與PC機(jī)之間的高性能連接需求,正逐漸成為現(xiàn)代數(shù)據(jù)傳輸發(fā)展的必然趨勢之一。鑒于此,本系統(tǒng)采用USB2.0技術(shù)運(yùn)用ARM芯片進(jìn)行通信接口的設(shè)計(jì)

3、?！　?數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)　　基于USB接口的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)總體方案如下圖所示，該系統(tǒng)主要由發(fā)射和接收兩部分組成。其中，發(fā)射系統(tǒng)由ARM芯片控制射頻發(fā)射模塊和ARM控制USB芯片兩部分組成。系統(tǒng)的工作過程為：主機(jī)將數(shù)據(jù)通過USB接口傳給ARM，數(shù)據(jù)通過ARM的SPI口再傳給射頻發(fā)射模塊，最后由射頻發(fā)射模塊把數(shù)據(jù)發(fā)射出去。射頻接收端接收到符合的數(shù)據(jù)包后，通知ARM讀取數(shù)據(jù)，ARM將數(shù)據(jù)通過USB接口送給主機(jī)，這樣就完成了一個(gè)數(shù)據(jù)包從發(fā)射端到接收端的傳輸?！　?.1USB接口芯片和主控制器芯片的選擇　　USB控制器有2類,一種是集成了USB接口的單片機(jī),如Cypress公司生產(chǎn)的E

4、Z2USB(基于8051)系列芯片CY7C68013、CY7C64613等;另一種是單獨(dú)的USB控制器,如Philips公司的PDIUSBD12、ISP1581,NetChip公司的2888,National公司的USBN9603、USBN9604等。第一種開發(fā)工具雖然編程簡單,但需要購置專門的開發(fā)系統(tǒng),投資較大,并且單片機(jī)性能有限；后種芯片的特點(diǎn)是價(jià)格低廉、連接方便、可靠性高,但其片上不帶CPU,必須選擇微處理器來進(jìn)行協(xié)議處理和數(shù)據(jù)交換。本系統(tǒng)選擇了片上不帶CPU的性價(jià)比較高的USB2.0控制芯片ISP1581,它完全符合USB2.0規(guī)范,傳輸率可達(dá)480Mbps,采用ISP1

5、581可以快速開發(fā)出高性能的USB2.0設(shè)備,同時(shí)為了滿足速度要求,主控器芯片選擇了高性能、低功耗的ARM芯片S3C44BOX。　　1.2ARMS3C44BOX的工作原理　　S3C44BOX微處理器是由SamsungElectronicsCo.,Ltd為手持設(shè)備設(shè)計(jì)的低功耗、高度集成的基于ARM7TDMI核的微處理器。S3C44BOX具有豐富的內(nèi)置部件，包括：8KBcache,內(nèi)部SRAM，LCD控制器，帶自動(dòng)握手的2通道UART，4通道DMA，系統(tǒng)管理器（片選邏輯，F(xiàn)P/EDO/SDRAM控制器），代用P功能的5通道定制器，I/O端口，RTC，8通道10位ADC，ⅡC-BUS接

6、口，ⅡS-BUS接口，同步SIO接口和PLL備頻器。S3C44BOX采用了一種新的總線結(jié)構(gòu)，即SAMBAⅡ（SamsungARMCPU嵌入式微處理器總線結(jié)構(gòu)）和0.25um工藝的CMOS標(biāo)準(zhǔn)宏7單元和存儲(chǔ)編譯器。它的低功耗精簡和出色的全靜態(tài)設(shè)計(jì)特別適用與對成本和功耗敏感的應(yīng)用?！　?.2.1S3C44BOX中斷概述　　ARM7TDMI具有外部中斷(IRQ)、快速中斷(FIQ)和軟件中斷（Soft7TDMI內(nèi)核的微處理器來說，中斷是作為一種異常來處理的。S3C44BOX的中斷控制器可以接收來自30個(gè)中斷源的中斷請求。這些中斷源來自DMA、UART、SIO等芯片內(nèi)部外圍或接口芯片的外

7、部引腳?！　≈袛嗫刂破鞯娜蝿?wù)是在片內(nèi)外圍和外部中斷源組成的多重中斷發(fā)生時(shí)，經(jīng)過優(yōu)先級判斷選擇其中的一個(gè)中斷，通過FIQ（快速中斷請求）或IRQ（通用中斷請求）向ARM7TDMI內(nèi)核發(fā)出FIQ或IRQ中斷請求?！　?shí)際上最初ARM7TDMI內(nèi)核只有FIQ和IRQ兩種中斷，其他的中斷都是各芯片廠家在設(shè)計(jì)芯片時(shí)定義的，這些中斷根據(jù)中斷的優(yōu)先級高低來進(jìn)行處理。特別的是，為了解決一般的中斷模式在進(jìn)入所需的服務(wù)程序前需要很長的中斷反應(yīng)時(shí)間的問題，S3C44BOX提供了一種新的中斷模式——矢量